AUFLÖSUNG VON FILMMATERIAL

In den letzten Jahren wurde oft darüber diskutiert, ob bei der Digitalisierung von 35 mm Filmmaterial eine höhere Auflösung als 2k (ungefähr 2000 Pixel horizontal) erforderlich ist oder nicht. 2k galt vor rund 15-20 Jahren als große Errungenschaft, und die Grenzen nach oben waren durch die technischen Möglichkeiten (Speicher- und Rechenaufwand bei Bearbeitung, Zeitaufwand, d. h. insgesamt Kostenaufwand) gesetzt.

Inzwischen ist die Technik leistungsfähiger, und wer heute dafür plädiert, 35 mm-Film mit 4k zu scannen, gilt nicht mehr als Utopist.

Doch welche Anhaltspunkte gibt es für die Argumentation? Wieviel Detailinformation enthält das Filmmaterial?

Die Auflösung von Filmmaterial kann man als normaler Kinobesucher schwer beurteilen und beziffern. Man kann nur recht subjektiv etwa einschätzen, das Bild ist schlecht oder nicht besonders scharf. Man wird seinen Eindruck subjektiv mit eigenen Erfahrungen vergleichen und etwa sagen, gestern war es schärfer, oder das Bild im anderen Kino war besser. Auch wenn man zwei unterschiedliche Filmbilder mit verschiedenem Bildinhalt vor sich auf dem Tisch hat, ist ein Vergleich schwer. Man braucht einen objektiven Wert, der sich in Zahlen ausdrücken lässt.

Die Auflösung von Filmmaterial wird ermittelt durch fotografische Abbildung feiner Linien. Je mehr Linien pro mm unterscheidbar zu erkennen sind, desto höher ist das Auflösungsvermögen des Films. Die unterschiedlichen Emulsionen bestimmen durch ihre Eigenschaften (Körnigkeit, Empfindlichkeit) im Wesentlichen dieses Auflösungsvermögen. Außerdem hat der Entwicklungsprozess im Labor sowie die Beschaffenheit der Unterlage des Films und die Dicke (Reflexionen und Brechungen innerhalb der Schichten müssen möglichst gering gehalten werden) jeder Schicht einen Einfluss auf das Ergebnis.

Kodak gibt an, dass das Filmmaterial Eastman Fine Grain Release Print Film 5203/7302 eine Auflösung von 63 …125 Linien pro mm hat. Die unterschiedlichen Werte beziehen sich auf unterschiedliche Kontraste. 125 Linien werden für einen Kontrast des Testobjekts von 1000:1 und 63 Linien/mm für 1,6:1 angegeben. [1]

Man braucht schon ein sehr gutes Mikroskop, um diese 63 oder 125 Linien pro mm prüfen zu können. Wenn man diese Arbeit öfter zu auszuführen hat, erspart man sich das Auszählen, indem man sich ein Testobjekt herstellt, das bei bestimmter Entfernung und Objektivbrennweite auf dem Film ein Abbild mit einer Fläche von 1 Quadratmillimeter erzeugt.

Kodak-Linien. Abb. aus SMPTE-Journal Vol 65, Jan. 1956, S. 26

Abb. 1: Bei Kodak verwendetes Testobjekt zur Ermittlung der Auflösung

Vorausgesetzt, dass man einen guten Projektor mit guter Lichtquelle und ein Projektionsobjektiv derselben Güte hat (für Objektive ist ebenfalls Auflösungsvermögen und Kontrastübertragung entscheidend), kann man ein Filmbild dieser Detailgenauigkeit vergrößert auf die Bildwand bringen. Je nach Auflösungsvermögen des Filmmaterials sind feine Linien bis zu einer gewissen Anzahl noch voneinander zu unterscheiden oder nicht und man kann es in zählbaren Linien benennen.

Abb. 2: “Testbild” mit 60 Linien

Abb. 3: “Testbild” mit Photoshop bearbeitet

Abb. 2 und 3: Das hier schematisch dargestellte „Filmbild-Korn“ wurde mit Photoshop (Weichzeichnen und Punktieren) erzeugt und ist nur ein Versuch, das Aussehen eines Films wiederzugeben. Die schematische Abbildung soll lediglich den Unterschied zwischen Filmkorn und Pixel verdeutlichen. Einen Versuch zur Simulation mit schrägen Linien, durch Pixel dargestellt, gibt es hier.

Dass sich Filmbild und digitales Bild in ihrer Struktur unterscheiden, wurde bereits dargelegt. Die Linien auf dem Film können also niemals so aussehen, wie digitale (s. Abb. 4). Dies ist aber die einfachste Annäherung an einen Vergleich. Kodak gibt außerdem die so genannte Modulation Transfer Function der Emulsionen an. Man orientiert sich meist an einer Modulationstiefe von 50%. Bei Farbfilm haben die verschiedenen Farbschichten voneinander abweichende Modulationstiefen, was eine allgemeine Aussage nicht einfacher macht.

So hat nach MTF-Diagramm die Blauschicht von Kodaks 2383 [2] bei 80 Linien/mm nur noch eine Modulationstiefe von 30%, während Grün und Rot noch deutlich über 50% liegen.

Ulrich Messerschmidt zieht nach Recherchen über das Negativmaterial 5248 (Kodak) das Fazit, dass für eine 35 mm Kopie …“2k unter Normalbedingungen und bei knappem Budget noch ausreichend“ sei. Will man aber „Kornstruktur und Detailwiedergabe… auch bei Modulationstiefen unter 50% erhalten, so sind 4k… nötig“.[3]

Abb. 4: Simulation der Abtastung von 100-ASA-Material mit verschiedenen Auflösungen

[1] http://motion.kodak.com/US/en/motion/Products/Distribution_And_Exhibition/Print_Films/5302.htm, 22.7.2009, 18h30

[2] http://motion.kodak.com/US/en/motion/Products/Distribution_And_Exhibition/Print_Films/2383.htm, 10.8.2009, 16h00

[3] MESSERSCHMIDT, Ulrich: HDTV und digitaler Film – ein gemeinsamer Weg in die Zukunft? In: Peter C. Slansky (Hg): Digitaler Film – digitales Kino. UVK Verlagsgesellschaft mbH, Konstanz 2004, S. 66/67

Auflösung 16mm Film

Grundsätzliches zur Auflösung von Filmmaterial findet sich im Wörterbuch bzw. hier.

Der zur Abtastung ausgewählte Film liegt als 16 mm Kopie vor.

Das 16 mm-Filmbild sollte nach ISO folgende Maße haben:

10,05 mm x 7,42 mm (Kamera-Fenster-Maß).[1]

Für das Auflösungsvermögen unseres ORWO-Filmmaterials aus den 1980er Jahren haben wir keine Angaben. Ein ungefährer Anhaltspunkt könnte der in den 1960er Jahren herausgebrachte ORWO-Kine-Negativfilm NP 55 (schwarz/weiß) sein, für den in der Literatur 91 Linien, und im Vergleich dazu für den älteren NP 5 nur 77 Linien pro mm nach TGL 143-402 angegeben sind.[2] Die Prüfvorschrift dieser TGL ist uns nicht bekannt, jedoch lässt sich ahnen, dass die Prüfmethoden bei ORWO nicht mit denen bei Kodak identisch sein müssen.

Deshalb soll folgende Rechnung nur als Beispiel dienen.

Will man nur 60 Linien/mm digital darstellen, bräuchte man 60 schwarze und 60 weiße Pixel pro mm in der Länge. Das 16 mm Filmbild hat 10,5 mm Breite.

Rechnung:

60 Linien x 2 x 10,5 mm Bildbreite = 1206 Linien vertikal.

60 Linien x 2 x 7,42 mm Bildhöhe = 890 Linien horizontal.

Mit dieser Anforderung ist man schon im Bereich von HD (siehe Standards für digitalen Film im Wörterbuch).